西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂,是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用。研究应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地...
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西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂,是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用。研究应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地区土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:1西南高山地区1954—2010年平均土壤有机碳密度为14.16 kg C·m-2,在空间分布上,SOC密度自东南向西北递增,与温度显著负相关(r=-0.447,P<0.01),而与降水量相关性不显著;2西南高山地区1954—2010年SOC总量变动范围为6.95~7.64 Pg C,增加趋势显著(P<0.05),平均每年增加0.013 Pg C,土壤有机碳密度平均增加26.94 g C·m-2;3常绿针叶林、常绿阔叶林和草地SOC密度增加趋势均显著,除常绿阔叶林SOC密度与温度相关性不显著外,其他两种植被类型SOC都与年平均温度显著正相关(草地:r=0.527,P<0.01;常绿针叶林:r=0.501,P<0.01),且3种植被类型SOC与年降水量均相关性不显著;4由于作为土壤有机碳输入的凋落物产生量对温度不如异养呼吸敏感,所以未来升温条件下,土壤有机碳储量的增速减缓或者呈下降趋势。
封育是当前恢复和改良内蒙古草地的重要措施，也是实现草地固碳效应最有效的途径之一。本文利用内蒙古封育32年和自由放牧的羊草草地，分析了其土壤有机碳组分、土壤团聚体和土壤腐殖质组分碳含量的变化，并运用13 C核磁共振波普法对土壤腐殖质的有机碳组分进行波普分析，探讨了长期封育对羊草草地土壤有机碳组分和土壤有机质结构的影响，期望能为科学地评估长期封育状况下草地固碳效应及其稳定性提供理论依据。实验结果表明：长期封育显著提高了草地土壤有机碳含量；在土壤有机碳组分中，除土壤微生物碳（MBC ）含量降低外，其碳组分含量都相应增加。其中，易氧化有机碳（EOC）含量增加最为明显，长期封育草地是自由放牧草地土壤的4．53倍；长期封育显著提高了草地土壤0．25～2 mm 团聚体所占比例及其有机碳含量；长期封育提高了草地土壤腐殖质中的胡敏酸碳（HAC）、胡敏素碳（HUC）含量和胡敏酸／腐殖质碳，降低了富里酸碳（FAC）的含量，封育草地土壤的 H AC／FAC是自由放牧草地土壤的5．66倍。此外，长期封育草地土壤的脂族碳含量显著增加，芳香度相应增加，疏水碳／亲水碳增大。总之，长期封育不仅提高了草地土壤有机碳贮量，还能改善草地土壤结构、增强土壤有机碳的稳定性。
东北地区处于我国最高纬度地区,是全球气候变化最敏感的区域之一,研究东北地区净生态系统生产力对气候变化的响应,对阐明北半球中高纬度陆地生态系统碳源汇格局具有重要意义。基于CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil and At...
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东北地区处于我国最高纬度地区,是全球气候变化最敏感的区域之一,研究东北地区净生态系统生产力对气候变化的响应,对阐明北半球中高纬度陆地生态系统碳源汇格局具有重要意义。基于CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil and Atomasphere)模型,对1961—2010年东北地区净生态系统生产力NEP的时空格局及变化趋势进行分析,并探讨了气候变化与区域碳源汇的关系。结果表明:(1)1961—2010年,东北地区年NEP总量在-0.094PgC/a—0.117PgC/a之间波动,年平均0.026PgC/a,占全国NEP总量的15%—37%。过去50年东北区域NEP没有明显的线性变化趋势,20世纪80年代碳吸收量最高,20世纪90年代后碳吸收量开始下降。(2)东北地区NEP的空间分布呈现出东部高,西部和中部低,北部高,南部低的空间格局。过去50年来,碳源区向大气释放的碳量在减少,碳汇区从大气吸收的碳也在减少。(3)NEP的年际变化与温度呈负相关(r=-0.343,P<0.05),与降水呈显著正相关(r=0.859,P<0.01),东北地区NEP和年降水量的变化规律基本一致,即同期上升或达到最高值,温度和降水共同作用导致东北地区NEP的年际变化,而年降水量的变化对NEP年际变化起主要作用。在空间上,东北地区NEP与降水呈极显著正相关(P<0.01)的面积占研究区域总面积的91.5%,与温度呈显著负相关(P<0.05)的面积占31.6%,降水也是决定NEP空间分布的最主要因子。(4)升温伴随降水增加导致1961—1990年NEP呈增加趋势,而其后升温伴随降水减少则是近20年东北区域碳汇能力减弱的重要原因。
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